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LOS MUONES (µ-)
Qué son los muones?
Buena pregunta. Podríamos decir que son unos hijos de la gran puta, así resumiendo. No os vale mi respuesta? Qué quisquillosos.
Volvemos a empezar. Los muones son partículas elementales de la familia de los fermiones, y del grupo de los leptones, con una carga similar a la del electrón, pero mucho más gordos, 207 veces más, concretamente. Viven poco más de 2 microsegundos antes de desintegrarse, y tienen un hermano gemelo maligno: Los antimuones (µ+).
Os gusta más así? No? No estáis contentos con nada.
Dónde andan?
Una partícula que dura 2 microsegundos tiene que ser escurridiza por narices. Dónde puede estar? Escondidos en los confines del universo? Allende el horizonte de sucesos de los agujeros negros? Surcando nebulosas lejanas en la constelación de Orión?
Pues en esos lugares, ni idea. Lo que si que es seguro es que cada minuto te están travesando decenas de ellos la crisma, cayendo cual gotas de lluvia, a razón de 100 por m² y segundo. Esto se debe a los rayos cósmicos con los que nos bombardea nuestro amigo y vecino el Sol, y algunas supernovas.
La mayoría de rayos cósmicos son redirigidos hacia los polos por el campo magnético terrestre, pero los hay que consiguen escapar, y que al colisionar contra los primeros atómos de gas de la atmósfera, con más energía de la que el LHC (El dónut grande del CERN) es capaz de aplicar, crean nuevas partículas mediante interacciones en la fuerza nuclear fuerte, entre ellos, los muones.
Su reducido tamaño hace que no sólo no se detengan al atravesarnos a nosotros, que somos unos panolis de agua, sino que sean capaces de seguir durante cientos de metros de rocas sin inmutarse. Cabe recordar que la inmensa mayoría de la materia es espacio hueco.
Por qué son una panda de hijos de puta?
Esto no es la primera vez que lo explico, pero el borrado automático se llevó ese hilo, así que voy a tener que escribirlo otra vez. Ya siento decepcionaros, pero no soy el ser perfecto por el que me tenéis.
Al lío: Ya he dicho que duran poco más de 2µs. Crees que es poco tiempo? Pues es el suficiente pa haberse follao el modelo estándar. Y por donde le gusta a Paco. La aproximación más completa del universo que hemos sido capaces de desarrollar, humillada por una partículita revelde que se niega a acatar las normas.
Concretamente, lo que el muón se niega a aceptar es el momento magnético que le impone el modelo estándar.
*El momento magnético mide la fuerza de un campo magnético, representado como un vector.
Muchos años dando por culo
La primera medición del momento magnético del muón la hicieron científicos del CERN en 1959, de forma un poco rústica. Total, que hicieron como yo en dibujo técnico, cuando los puntos no coincidían, y dibujaron los puntos más gordos, lo que en ciencia se llama "dentro del error".
Este primer experimento lo hicieron en el Synchrocyclotron. Foto propia. Si madrugáis, se puede visitar, ya que ha decaído la mayoría de radioactividad del lugar. Aun así, duchaos después. Lo que escribí sobre el lugar está en [Spam alert] https://mastodon.la/@alberto/108587288798752435
En 1966 lo repitieron mejor y ya vieron que había algo raro, pero para 1979 volvió a salir otro grupo diciendo que aquí no pasa ná.
Luego ya vinieron los gringos, con equipamiento mucho mejor, dijeron algo como “quita, que tú no sabes”, y siguieron en el Brookhaven National Laboratory.
“Ya verás, ahora llamo a mi cuñao que me traiga el imancito”
Llega 2001. Otra vez los resultados no cuadraban. Y ahora la precisión casi que no dejaba lugar a las dudas.
Sería un fallo de medición? Del experimento? Sólo hay una forma de saberlo: Repetirlo otra vez, con todavía más precisión.
“Arranca con el imán pal Fermilab, que aquí no lo quieren, que se quedan pegadas las llaves de casa”
Desde 2021 hasta 2023, ahora en verano, el Fermilab ha repetido el experimento 3 veces, cada una mejorando la precisión de la anterior.
Aquí tenéis un vídeo del propio canal del Fermilab explicando todo el asunto.
Algo nos oculta
Qué podría estar causando este comportamiento tan macarra? Hay 2 sospechosos:
- Una partícula por descubrir
- Una nueva fuerza elemental, además de las 4 conocidas: nuclear fuerte, débil, electromagnética y la gravitatoria.
Qué hacemos con el niño?
Vale, no somos capaces de hacer carrera con el muón de las narices. Pero algo habrá que hacer con él, no se va a quedar ahí tirao viviendo a la sopa boba toda la vida. Qué misión podríamos darle?
Ya he comentado que los muones tienen el superpoder de atrevesar casi cualquier cosa, lo que les hace muy interesantes en el campo de la topografía. Cómo cartografiar el interior de un edificio, o algo más basto, un volcán? Conocer su estructura, y materiales de los que está compuesto?
Existen alternativas con rayos X, rayos de neutrones y radiación gamma, pero todas implican un gasto energético descomunal, ya que hay que crearlos, y son peligrosos para la vida humana, además de destructivos en algunos casos. Sin embargo, los muones nos los regala el espacio exterior. Sólo hay que detectarlos. Eso sí, la lluvia cósmica es un proceso que lleva más tiempo (Normalmente días), pero la Gran Pirámide de Giza no se va a mover de sitio...
Existen 2 estrategias: Poner un sólo detector (muografía) y medir en qué áreas se han producido pérdidas, y por lo tanto hay un objeto, o poner 2 detectores (MST), antes del objeto y después, para conocer cuales han sido las diferencias al atravesar el objeto.
El primer método, por lo tanto, es mejor para objetos mayores, mientras que MST es más apropiado para objetos pequeños.
Con ellos se pueden analizar estructuras de hormigón (foto comparativa abajo), buscar posibles socavones antes de que sucedan, analizar el terreno a perforar desde las propias tuneladoras, analizar los elementos de las fundiciones…
En volcanología, ha ayudado a monitorizar el magma en varios volcanes Japoneses, las emisiones del Stromboli (Italia), a mapear el interior de las cámaras y conductos del Etna…
Y en arqueología, se ha usado para buscar cámaras secretas en pirámides y tumultos funerarios.
También se están implementando sistemas MST para escanear containers en busca de materiales radioactivos y otras amenazas.
Si cruzando entre USA y Mexico os hacen pasar el camión por aquí, más os vale ir limpios.
Y para vigilar los reactores nucelares, no vaya a hacer que hagan kabooom.
Unos franceses hasta consiguieron obtener un modelo 3d de un reactor nucelar en desmantelamiento desde la distancia.
Lo que me lleva a la razón por la que estoy escribiendo esto. Un paper publicado en iSience en Mayo, y que explicaba que unos japoneses habían desarrollado un sistema que permite la geolocalización subterránea basada en muones. Un GPS pa bajo tierra, vaya.
